单相双级型光伏逆变器mppt控制算法研究

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1、分类号学号M201171906学校代码10487密级硕士学位论文单相双级型光伏逆变器MPPT控制算法研究学位申请人：汤宪宇学科专业：控制理论与控制工程指导教师：程善美教授答辩日期：2014年2月17日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchontheMPPTalgorithmofthesinglephasedoublestagePVinverterCandidate:TangXianyuMa

2、jor:ControlTheoryandControlEngineeringSupervisor:Prof.ChengShanmeiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaFebruary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律

3、结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权数。本论文属于不保密□。√(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要随着人类社会的发展，能源

4、短缺的状况愈发严重。太阳能作为一种清洁与可再生能源，越来越受到人们的青睐。由于光伏阵列输出功率与电压的非线性特性，具有最大功率点跟踪（MPPT）功能的光伏逆变器在光伏发电系统中显得十分重要。目前常用的MPPT控制算法主要有：固定电压法、扰动观察法、电导增量法、模糊控制法、神经网络控制法以及阴影条件下的MPPT控制算法。论文分析了光伏阵列的工作原理，得到光伏阵列的等效电路模型，并在Matlab/Simulink环境下对光伏阵列进行仿真，得到在不同光照强度和环境温度下光伏阵列的P-V、I-V输出特性曲线。对局部阴影条件下的光伏阵列进行建模，通过仿真

5、得出最优化的阴影分布方式。为光伏电站建设中光伏阵列的分布设计提供一定的依据。为了拓宽光伏逆变器的工作电压范围，提出了宽输入电压范围MPPT控制算法，其很好地解决了在光伏输入电压过高时传统的MPPT控制算法失效的问题。该算法在光伏输入电压低于母线电压参考值时扰动BOOST的占空比，高于直流母线电压时扰动母线电压参考值，并在临界电压附近设置滞环以避免控制算法频繁切换。将局部阴影条件下光伏阵列多峰的问题考虑在内，提出了改进的MPPT控制算法，通过比较光伏输入功率的等效值S确定全局最大功率点所在的区域，在得到的区域内采pvi用宽输入电压范围MPPT控制

6、算法得到全局的最大功率点。为了验证本文所述改进的MPPT控制算法的有效性，搭建了Matlab/Simulink光伏逆变器仿真模型；并且设计了一款3KW光伏逆变器作为实验平台。仿真和实验结果验证了MPPT控制算法在动态环境下可以有效地跟踪最大功率点。关键词：光伏阵列，最大功率点跟踪，局部阴影，宽电压输入I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofthehumansociety,theshortageofenergyisbecomingcritical.Solarenergyisbeingpopular

7、nowadaysforitscleanandrenewablecharacteristics.Duetothenon-linearfunctionoftheoperatingvoltageandpowerofthePVarray,aPVinverterwiththeMPPTcontrollerisessentialinaPVsystem.ThewellknownMPPTalgorithmsare:Constantvoltage,Perturbandobserve,Incrementalconductance,Fuzzylogiccontrol,

8、NeuralnetworkandthePartiallyShadowedMPPTalgorithm.Anequivalentcircuitmodelo